[发明专利]一种氧化钕掺杂铌酸银陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化钕掺杂铌酸银陶瓷的制备方法，具体步骤包括：将氧化银、氧化钕、二氧化锰和五氧化二铌按照化学计量比称量，将称好的原料进行球磨，得到混合粉体；然后在氧气气氛下煅烧保温，得到掺杂Nd₂O₃的AgNbO₃粉体，再次球磨并干燥；进行压力成型，成为圆片；片烧结成瓷，本发明公开了一种氧化钕掺杂铌酸银陶瓷的制备方法，通过成分设计掺杂氧化钕，从而获得储能效率高的Ag_0.97Nd_0.01NbO₃陶瓷，由于Nd2O3的加入使得陶瓷在电场下的击穿场强变大，从而获得较高的储能效率。本方法成本低、方法简单、可重复性好。

技术领域

本发明属于储能陶瓷制备技术领域，涉及一种氧化钕掺杂铌酸银陶瓷的制备方法。

背景技术

铌酸银(AgNbO₃)陶瓷是一种反铁电陶瓷，具有较大的储能密度，在文献“Lead-free AgNbO₃ antiferroelectric ceramics with an enhanced energy storageperformance using MnO₂ modification.J.Mater.Chem.C 2016,4,8380-8384”中公开了一种铌酸银反铁电陶瓷的制备方法，纯AgNbO₃的储能密度为1.6J/cm³，储能效率只有37％，因储能效率较低，限制了应用。因此，如何通过成分设计等各种办法，在利用铌酸银高储能密度的同时提高其储能效率，是一个重要的研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化钕掺杂铌酸银陶瓷的制备方法，在保持高储能密度的同时提高储能效率，解决了现有技术制备的铌酸银基陶瓷高储能密度时，储能效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种氧化钕掺杂铌酸银陶瓷的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，将氧化银、氧化钕、二氧化锰和五氧化二铌按照Ag_1-3xNb_xO₃，其中x＝0，0.1化学计量比称量，使得AgNbO₃与Nd₂O₃的摩尔比为99:1～100:0；

步骤2，将步骤1中称好的原料在球磨机中，用酒精为介质进行球磨，得到混合粉体；

步骤3，将步骤2得到的混合粉体在氧气气氛下煅烧保温，得到掺杂Nd₂O₃的AgNbO₃粉体；

步骤4，将步骤3得到的掺杂Nd₂O₃的AgNbO₃粉体再次球磨12h并干燥；

步骤5，将步骤4得到的干燥粉末压力成型，成为圆片；

步骤6，将成型后的圆片烧结成瓷，烧结温度1050～1150℃，保温3h。

本发明的特点还在于，

步骤1中称量氧化银6.846g～7.008g、氧化钕0g～0.1023g、二氧化锰0.0165g～0.0181g、五氧化二铌8.0539g～8.1306g。

步骤2中，使用行星球磨机以250～400r/min转速球磨12～24h。

步骤3中，煅烧至900℃，保温6h。

步骤5中，使用冷等静压机，用200MPa的压力压5min成为直径10mm，厚度1mm的圆片。

步骤1中的氧化银、氧化钕、二氧化锰和五氧化二铌纯度均不小于99.7％。